Advertisement

Digitale Werkzeuge im Mathematikunterricht – Konzepte, empirische Ergebnisse und Desiderate

  • Jürgen RothEmail author
Chapter

Zusammenfassung

Die mathematikdidaktische Auseinandersetzung mit dem Einsatz digitaler Werkzeuge im Mathematikunterricht ist so alt wie die Verfügbarkeit von digitalen Werkzeugen. Diese Auseinandersetzung hat verschiedene Phasen durchlebt, an denen Bärbel Barzel in vielfältiger Weise mitgearbeitet hat. Diese Phasen werden hier retrospektiv zusammengestellt und ihre Bedeutung für die fachdidaktische Forschung sowie den Mathematikunterricht in Form von Einsatzszenarien für digitale Werkzeuge diskutiert. Dazu werden einige wesentliche Fragen bezüglich des Einsatzes digitaler Werkzeuge benannt und mit dem didaktischen Tetraeder ein Modell zur Analyse des Einsatzes digitaler Werkzeuge im Mathematikunterricht vorgestellt. Auf dieser Basis werden Konzepte zur Gestaltung und zum Einsatz digitaler Werkzeuge im Rahmen von Lernumgebungen erläutert. Abschließend werden eigene Forschungsergebnisse bzgl. der Effektivität des Einsatzes digitaler Werkzeuge im Mathematikunterricht zusammengestellt und bezugnehmend auf die zu klärenden Fragen noch bestehende Forschungsdesiderate aufgezeigt.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Baptist, P. (Hrsg.) (2004). Lernen und Lehren mit dynamischen Arbeitsblättern. Mathematik Klasse 7/8; das Handbuch zur CD-ROM. Seelze: Friedrich.Google Scholar
  2. Barzel, B. (2012). Computeralgebra im Mathematikunterricht. Ein Mehrwert – aber wann? Münster: Waxmann.Google Scholar
  3. Barzel, B. & Roth, J. (2018). Bedienen, Lösen, Reflektieren – Strategien beim Arbeiten mit digitalen Werkzeugen. mathematik lehren, (211), 16–19.Google Scholar
  4. Bruder, R. & Roth, J. (2017). Welche Methode passt? − Passung von Methoden zu Unterrichtszielen in typischen Lehr-Lern-Situationen. mathematik lehren, (205), 2–9.Google Scholar
  5. Elschenbroich, H.-J. (2001). Lehren und Lernen mit interaktiven Arbeitsblättern. Dynamik als Unterrichtsprinzip. In W. Herget & R. Sommer (Hrsg.), Lernen im Mathematikunterricht mit neuen Medien. Bericht über die 18. Jahrestagung des Arbeitskreises „Mathematikunterricht und Informatik“ in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik e. V. vom 22. bis 24. September 2001 in Soest (S. 31–39). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  6. Elschenbroich, H.-J. & Seebach, G. (1999). Dynamisch Geometrie entdecken. Elektronische Arbeitsblätter mit Euklid, Klasse 7/8. Köln: Dümmler-Stam.Google Scholar
  7. Freudenthal, H. (1981). Major problems of mathematics education. Educational Studies in Mathematics, 12(2), 133–150.CrossRefGoogle Scholar
  8. Gawlick, T. (2003). DGS als Trägermedium für interaktive Arbeitsblätter in der Differentialrechnung. In P. Bender, W. Herget, H.-G. Weigand & T. Weth (Hrsg.), Lehr- und Lernprogramme für den Mathematikunterricht. Bericht über die 20. Arbeitstagung des Arbeitskreises „Mathematikunterricht und Informatik“ in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik e. V. vom 27. bis 29. September 2002 in Soest (S. 54–66). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  9. Göbel, L., Barzel, B. & Ball, L. (2017). “Power of Speed” or “Discovery of Slowness”: Technology Assisted Guided Discovery to Investigate the Role of Parameters in Quadratic Functions. In G. Aldon & J. Trgalova (Eds.), Proceedings of the 13th International Conference on Technology in Mathematics Teaching – ICTMT 13 (S. 113–123), Lyon: Ecole Normale Superieure de Lyon/Universite Claude Bernard Lyon.Google Scholar
  10. Heintz, G. (2001). Didaktische Betrachtungen zum Geometrie-Unterricht beim Einsatz von Cinderella. In H.-J. Elschenbroich, T. Gawlick & H.-W. Henn (Hrsg.), Zeichnung – Figur – Zugfigur. Mathematische und didaktische Aspekte dynamischer Geometrie-Software. Ergebnisse eines RiP-Workshops vom 12.–16. Dezember 2000 im Mathematischen Forschungsinstitut Oberwolfach (S. 83–91). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  11. Heintz, G. & Wittmann, G. (2002). Gestaltung von Lernumgebungen durch neue Medien. In W. Herget, R. Sommer, H.-G. Weigand, & T. Weth (Hrsg.), Medien verbreiten Mathematik. Bericht über die 19. Arbeitstagung des Arbeitskreises „Mathematikunterricht und Informatik“ in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik e. V. vom 28. bis 30. September 2001 in Dillingen (S. 169–170). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  12. Institut für Informationsmanagement Bremen GmbH (ifib) (Hrsg.). (2007). Nutzung digitaler Medien in den Schulen im Bundesland Bremen. Ergebnisse und Vergleich der Befragung von Schulen, Lehrkräften sowie Schülerinnen und Schülern aus dem Frühjahr 2006. Bremen: ifib. Zugriff 30.08.2018 von http://www.ifib.de/publikationsdateien/elearning_in_bremer_schulen.pdf.
  13. Institut für Informationsmanagement Bremen GmbH (ifib) (Hrsg.). (2011). E-Learning in Hessischen Schulen. Bericht zur Evaluation des Pilotprojekts hessen.eEducation. Bremen: ifib. Zugriff 30.08.2018 von http://www.ifib.de/ publikationsdateien/2900_Endbericht_E-Learning_in_Hessischen_Schulen.pdf.
  14. Kittel, A. (2007). Dynamische Geometrie-Systeme in der Hauptschule. Eine interpretative Untersuchung an Fallbeispielen und ausgewählten Aufgaben der Sekundarstufe. Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  15. Lichti, M. & Roth, J. (2018). Wie beeinflussen Simulationen das funktionale Denken? – Ergebnisse einer quantitativen Studie qualitativ beleuchtet. In G. Pinkernell & F. Schacht (Hrsg.), Digitales Lernen im Mathematikunterricht. Arbeitskreis Mathematikunterricht und digitale Werkzeuge in der GDM. Herbsttagung vom 22. Bis 24. September 2017 in Heidelberg (S. 91–102). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  16. Lichti, M. (2019). Funktionales Denken fördern – Experimentieren mit gegenständlichen Materialien oder Computersimulationen. Wiesbaden: Springer Spektrum.Google Scholar
  17. Meier, A. (2009). Realmath.de. Konzeption und Evaluation einer interaktiven dynamischen Lehr-Lernumgebung für den Mathematikunterricht in der Sekundarstufe I. Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  18. Miller, C. & Ulm, V. (2006). Experimentieren und Entdecken mit dynamischen Arbeitsblättern. Mathematik Sekundarstufe I. Seelze: Friedrich.Google Scholar
  19. Rabardel, P. (2002). People and technology: a cognitive approach to contemporary instruments. University of Paris 8, <hal-01020705>. Zugriff 30.08.2018 von https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01020705/document.
  20. Rolfes, T. (2018). Funktionales Denken – Empirische Ergebnisse zum Einfluss von statischen und dynamischen Repräsentationen. Wiesbaden: Springer Spektrum.Google Scholar
  21. Roth, J. (2005). Bewegliches Denken im Mathematikunterricht. Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  22. Roth, J. (2008a). Zur Entwicklung und Förderung Beweglichen Denkens im Mathematikunterricht – Eine Empirische Längsschnittuntersuchung. Journal für Mathematik-Didaktik, 29(1), 20–45.CrossRefGoogle Scholar
  23. Roth, J. (2008b): Systematische Variation − Eine Lernumgebung vernetzt Geometrie und Algebra. Mathematik lehren, (146), 17–21.Google Scholar
  24. Roth, J. (2014). Lernpfade − Definition, Gestaltungskriterien und Unterrichtseinsatz. In J. Roth, E. Süss-Stepancik & H. Wiesner (Hrsg.), Medienvielfalt im Mathematikunterricht− Lernpfade als Weg zum Ziel (S. 3–25). Heidelberg: Springer Spektrum.Google Scholar
  25. Roth, J. (2017). Computer einsetzen: Wozu, wann, wer und wie? mathematik lehren, (205), 35–38.Google Scholar
  26. Roth, J. (2018). Wirksamer Mathematikunterricht − Ausrichtung an Kernideen der mathematischen Inhalte und den Lernenden. In M. Vogel (Hrsg.) Wirksamer Mathematikunterricht (S. 182–188). Hohengehren: Schneider Verlag.Google Scholar
  27. Roth, J., Schumacher, S. & Sitter, K. (2018). (Erarbeitungs-)Protokolle als Katalysatoren für Lernprozesse. In M. Grassmann & R. Möller (Hrsg.) Kinder herausfordern – Eine Festschrift für Renate Rasch (S. 194–210). Hildesheim: Franzbecker.Google Scholar
  28. Schumann, H. (1998). Interaktive Arbeitsblätter für das Geometrielernen. Mathematik in der Schule, 36(10), 562–569.Google Scholar
  29. Tall, D. (1986). Using the computer as an environment for building and testing mathematical concepts: A tribute to Richard Skemp. In Papers in Honour of Richard Skemp (S. 21–36). Warwick: Mathematics Education Research Centre, University of Warwick. Zugriff 30.08.2018 von http://homepages.warwick.ac.uk/staff/David.Tall/pdfs/dot1986h-computer-skemp.pdf.
  30. Trgalová, J., Clark-Wilson, A. & Weigand, H.-G. (2018). Technology and Resources in Mathematics Education. In T. Dreyfus, M. Artigue, D. Potari, S. Prediger & K. Ruthven (Eds.), Developing Research in Mathematics Education – Twenty Years of Communication, Cooperation and Collaboration in Europe (S. 142–161). London and New York: Routledge.Google Scholar
  31. Verillon, P. & Rabardel, P. (1995). Cognition and Artifacts: A Contribution to the Study of Though in Relation to Instrumented Activity. European Journal of Psychology of Education, 10(1), 77–101.Google Scholar
  32. Vollrath, H.-J. (1989). Funktionales Denken. Journal für Mathematik-Didaktik, 10(1), 3–37CrossRefGoogle Scholar
  33. Vollrath, H.-J. & Roth, J. (2012). Grundlagen des Mathematikunterrichts in der Sekundarstufe. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.Google Scholar
  34. Wegerle, H. (2003). WWW-Arbeitsblätter für den Algebra-Unterricht mit LiveMath. Der Mathematikunterricht, 49(4), 41–43.Google Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Universität Koblenz-LandauLandauDeutschland

Personalised recommendations